Java网络编程由浅入深二 Socket的构造和连接服务端的相关异常

Socket构造方法和Socket的设置与异常

本文将介绍Socket的构造方法和Socket的相关属性设置与异常处理

• 构造Socket
• 设置等待超时时间
• 设置服务器地址
• 设置客户端地址
• 客户端连接服务器可能出现的异常

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构造Socket

Socket的构造方法有如下几种重载方式：

Socket();
Socket(InetAddress address, int port)
Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)
Socket(Proxy proxy)
Socket(SocketImpl impl)
Socket(String host, int port)
Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

除了第一个构造器外，其他构造器都会尝试与服务器建立连接，如果连接成功返回Socket对象；如果因为某些原因连接失败，就抛出IOException。
如下代码扫描主机上从1到1024之间的端口，判断这些端口是否已经被服务器程序监听。

public class PortScanner {
    public static void main(String[] args) {
        String host = "localhost";
        new PortScanner().scan(host);
    }

    public void scan(String host){
        Socket socket = null;
        for(int i=0;i<1024;i++){
            try {
                socket = new Socket(host, i);
                System.out.println("There is a server on port "+i);
            }  catch (IOException e) {
                System.out.println("Can't connect to port "+i);
            }finally{
                if(socket!=null){
                    try {
                        socket.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

设置等待建立连接的超时时间

使用不带参数的构造方法，设置socket连接超时时间：

Socket socket = new Socket();
SocketAddress endPoint = new InetSocketAddress("localhost", 8000);
socket.connect(endPoint, 60000);

以上代码表示用于连接本机上监听的8000端口，等待连接的最长时间为1分钟。如果在1分钟内连接成功，则connect()方法顺利返回；如果在1分钟之内出现异常，则抛出异常；如果超过1分钟，既没有连接成功，也没有抛出异常，那么会抛出SocketTimeoutException。socket. connect(SocketAddress endpoint, int timeout);负责连接服务器，参数endpoint指定服务器地址，参数timeout设定超时时间，以毫秒为单位。如果参数timeout为0，表示永远不超时。

设置服务器地址

Socket的构造方法中，除了第一个不带参数的构造方法，其他构造方法都需要指定服务器地址，包括服务器的IP或主机名，以及端口：
Socket(InetAddress address, int port)
Socket(String host, int port)
InetAddress类表示服务器的IP地址，InetAddress提供了很多静态方法：

    // 返回本地主机的IP地址
    InetAddress.getLocalHost();
    // 返回代表10.202.164.65的IP地址
    InetAddress.getByName("10.202.164.65");
    // 返回域名为'www.csdn.net'的ip地址
    InetAddress.getByName("www.csdn.net");

设置客户端的地址：

默认情况下，客户端的IP地址来自于客户端程序所在的主机，客户端的端口则由操作系统随机分配。但是Socket类还是提供了构造方法允许显式地设置客户端的IP和端口：

//参数localAddr和localPort用来设置客户端的IP和端口。
Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)
Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

客户端连接服务器可能抛出的异常

当Socket构造方法请求连接服务器时，可能会抛出下面的异常：
• UnknownHostException：如果无法识别主机的名字或IP地址，就会抛出这种异常

• ConnectException：如果没有服务器进程监听指定的端口，或者服务器拒绝连接，就会抛出这种异常。

• SocketTimeoutException：如果等待连接超时，就会抛出这种异常。

• BindException：如果无法把Socket对象与指定的本地IP地址或端口绑定，就会抛出这种异常。

通过下面测试类为例，演示抛出异常的原因。

public class ConnectTester {
    public static void main(String[] args) {
        String host = "www.csdn.net";
        int port = 12312;

        new ConnectTester().connect(host, port);
    }

    public void connect(String host,int port){
        SocketAddress remoteAddress = new InetSocketAddress(host, port);
        Socket socket = null;
        String result = null;
        try{
            socket = new Socket();
            long start = System.currentTimeMillis();
            socket.connect(remoteAddress,1000);
            long end = System.currentTimeMillis();
            result = (end-start)+"ms";
        }catch(BindException bindException){
            result = "BindException，Socket对象与指定的本地IP地址或端口绑定，异常";
        }catch (UnknownHostException unknownHostException) {
            result = "UnknownHostException，无法识别的主机";
        }catch (ConnectException connectException) {
            result = "ConnectException，连接被拒绝";
        }catch (SocketTimeoutException socketTimeoutException) {
            result = "SocketTimeoutException，连接超时";
        }catch(IOException e){
            result = "IOException，连接失败";
        }finally{
            if(socket!=null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        System.out.println(remoteAddress+" : "+result);
    }
}

• 抛出UnknownHostException情况：
如果无法识别主机的名字或IP地址，就会抛出这种异常。例如：host为：’ somehost11’。Socket的connect方法就会抛出UnknownHostException异常。
• 抛出ConnectException的情况：
在以下两种情况会抛出ConnectException。
1) 没有服务器进程监听指定的端口。例如：host为 ‘localhost’ port为 12321 。如果本机的12321端口没有被任何进程监听，则Socket连接方法会抛出ConnectException。
2) 服务器进程拒绝连接。介绍服务器进程拒绝客户的连接请求的情形。如下示例代码，一个简单的服务程序ServerSocket构造方法中的第二个参数表示请求队列的长度。如果队列的请求已满，服务器就会拒绝其余的请求。抛出ConnectException

public class SimplServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888, 2);
        Thread.sleep(3600000);
    }
}

public class SimpleClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        String host = "localhost";
        int port = 8888;
        Socket s1 = new Socket(host, port);
        System.out.println("第一次连接成功");
        Socket s2 = new Socket(host, port);
        System.out.println("第二次连接成功");
        Socket s3 = new Socket(host, port);
        System.out.println("第三次连接成功");
    }
}

• 抛出SocketTimeoutException的情形
如果客户端连接超时，就会抛出这种异常。修改 socket.connect(remoteAddress, 1);由原来的1000毫秒修改为1毫秒，这样增加了超时的可能性。

• 抛出BindException的情形：
将代码

socket = new Socket();
socket.connect(remoteAddress, 1000);

修改为：

socket = new Socket();
socket.bind(new InetSocketAddress(InetAddress.getByName("222.34.5.6"), 5678));
socket.connect(remoteAddress, 1000);

修改后的代码试图把Socket的本地IP地址设为222.34.5.6，把本地端口设置为5678。如果本机不具有该IP，或者端口被占用，那么就会出现BindException。

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